达 • 芬奇在科学研究方面的成就同他在绘画和雕刻方面的成就一样为人们所长远铭记。他的“自然定律”表明，他的艺术作品中是渗透了他在科学方面的真知灼见的。

以达 • 芬奇的（蒙娜丽莎）为题来讨论艺术和科学，似乎是平淡乏味的甚至可说是老调重弹。然而如果我们撇开艺术和科学的老框框，那么即使对于这样一件并不新鲜的工作，也可用新的眼光来进行细致的研究。达 • 芬奇具有强烈吸引力的人像创作不是在如实模拟自然或任意想象的基础上产生的，它是通过对来自“经验”的自然定律的理解，而作出的自然形象的再创造。作者的想象能力，是同再造一个无限地近似真实人像的智慧一起发挥作用的。

从理论上说，任何美术形象都以自然定律为基础。这里，我只想突出强调体现在《蒙娜丽莎》中的三条定律，达 • 芬奇将它们概括在关于表面的光现象、螺旋状构形的形成，以及“大地躯体”中骨骼和血肉的巨大变化的论述中。

定律1.“平面上的光强度与投射到平面的光线的角度成正比"。

因此，在人的头部，从一个光源点射出的光线以其与表面成直角时最强；而光线愈斜偏，其强度愈弱。投射到任何固体上的光线的相对强度都必须遵循这一规则。

18世纪，J. H. 朗伯建立了光亮与视线到达平而的垂直线之间夹角的余弦成正比的定律，这一定律现在体现在电子计算机制图中。

定律2.“螺旋形产生于两种成分的结合：一根与一个直线运动相应的直线轴，或一个作用于垂直方向的重力；一个口形运动，或垂直于该轴的平面的成形力"。

气流或水流都有向前运动的趋势，就像重量都有下落的趋势一样。但这种趋势会因引致旋转运动的力的连续作用而发生偏斜，就像毛发那样具有卷曲趋势的物质可使之围绕它的重力轴旋转一样。涉及直接的、旋转的动力的现象包括水流中的旋涡、毛发的髦圈、纺织品上的褶纹、植物叶片的生长、海生生物的贝壳、螺旋楼梯、钟表的圆锥形齿轮等。

定律3.“水圈和‘大地躯体’的相对位处在不断流变之中，因此不同区域的陆地会被从水挤压出来，从而变得易受侵蚀，而地球内部深处的空六则易于出现周期性坍塌。”"因此山体的基础是在被侵蚀薯，最后会崩坍并堵塞河流，从而在不同高度形成湖泊，其中较高处的湖泊最终会干涸，留下因此而搁浅的水生生物，这可在高原地区的古代贝壳沉积物中看到。

[Nature，1997年10月23日]